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Industrielle Automation 6/2016

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Industrielle Automation 6/2016

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK 5 aus einer Hand Vielseitige Workstation verbessert Präzision und Automation von Sensorfertigung Die Sensor- Workstation verfügt über fünf Tischeinsätze, die einen mühelosen Wechsel zwischen Schweiß- bzw. Schneideaufgaben ermöglichen Reinhold Kuchenmeister Die bestmögliche Qualität und eine effiziente Fertigung – darauf setzt ein Hersteller elektrischer Temperaturfühler aus Nordrhein-Westfalen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird die Fertigung der Thermoelemente und Widerstandsthermometer regelmäßig optimiert. Der neueste Clou ist eine Sensor-Workstation. Sie ermöglicht nicht nur automatisierte Schweißprozesse und eine höhere Präzision, sondern minimiert auch die Schadstoffbelastung am Arbeitsplatz. Bereits seit mehreren Jahren war Thomas Oelze, Geschäftsführer von Herth, auf der Suche nach einer Anlage, die nicht nur die bei der Sensorproduktion anfallenden Schweißvorgänge beherrscht. Die Maschine sollte getreu dem Motto „Einer für Alles“ auch das Schneiden von Sensorrohren oder der elektrischen Leitungen samt der Abisolierfunktion an Leitungen übernehmen. Ihm wurden immer wieder Laserschweißmaschinen für die Sensorfertigung angeboten. Problem war stets das unzureichende Handling des Prozesses. Der neue Lösungsvorschlag von Alpha Laser erschien ihm interessant. Die verschiedenen Arbeitseinsätze und die Drehachse versprachen flexibles Bearbeiten unterschiedlicher Teile. Qualität gewährleisten und Schadstoffe verringern Die im bayrischen Puchheim neu entwickelte Sensor-Workstation AL-SWS arbeitet mit variablen Einsätzen und beherrscht gegen- wärtig folgende fünf Bearbeitungsfunktionen: Kontaktschweißen, Rundschweißen, Mikroschweißen, Schneiden und Mantelschweißen unter mechanischem Druck. Schnell einwechselbare Einsätze ermöglichen dem Sensorhersteller, all diese Arbeitsschritte in reproduzierbarer Qualität sowie sehr schnell und einfach auf einer einzigen Maschine zu verwirklichen. Für Thomas Oelze war das präzise Schweißen filigraner Bauteile in Kombination mit der absoluten Reproduzierbarkeit des Laser-Schweißprozesses ein wesentlicher Grund für das Investment in den Laser- Arbeitsplatz. Diese Maschine sichert über alle Aufgaben und Werkstücke hinweg eine gleichbleibende Qualität. Willkommener Nebeneffekt durch den Einsatz des Laserschweißverfahrens ist für ihn auch die Verringerung oder Vermeidung von Schadstof- Reinhold Kuchenmeister ist freier Fachjournalist aus Höchberg 24 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2016

fen, die während des Schweißens entstehen. Folglich werden die Arbeitsplätze noch umweltfreundlicher. So kommt es beim Anschweißen der Zuleitung an den Sensor bei den konventionellen Schweißarbeiten durch das Schrumpfen und Verbrennen der Leitungsisolierung zur Rauchentwicklung; zusätzlich benötigt die geschrumpfte Isolierung eine besondere Bearbeitung. Beim Einsatz der Workstation wird die Leitung nicht verschmort und eine Nachbearbeitung der Leitung entfällt. Teile-Nachbearbeitung entfällt Durch den Einsatz dieses Lasersystems wird die Weiterverarbeitung der lasergeschweißten Teile vereinfacht. Alarich Stypa, der Laserbeauftragte Produktionsleitung bei Herth, stellt zusätzlich fest: „Das normale Schweißen ergibt eine Schweißnaht, die zu bearbeiten ist. Dieser Bearbeitungsschritt kann beim Laserschweißen entfallen. Außerdem ruft das herkömmliche Schweißen eine vergleichsweise kräftige Bildung von Anlauffarben hervor.“ Diese Oberflächeneinfärbung des Metalls, auch Anlassfärbung genannt, ist bei der Bearbeitung mit dem Alpha Laser deutlich reduziert. Ein optisch einwandfreies Erscheinungsbild der Sensoren ist damit gesichert und das ordentliche Spannen der Werkstücke lässt den Bedienern beide Hände für die Bearbeitung frei. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht ist für Thomas Oelze auch die deutliche Vereinfachung sowie die Automatisierung eini - ger der bislang im Hause Herth üblichen Schweißprozesse Grund für den Einsatz der Workstation: „Durch die seit Ende 2012 installierte Laserschweißmaschine wurden aus unserer Sicht mögliche Prozesse auf der Sensor-Workstation getestet bzw. auf diese umgestellt. Die Arbeitsergebnisse haben gezeigt, dass es der richtige Weg war, den wir gegangen sind. Im bisherigen Praxiseinsatz zur Bearbeitung unserer Widerstandsthermometer und Thermoelemente hat sich die Maschine bewährt. Nach anfänglichen Probeteilen haben wir nach kurzer Zeit die Maschine in den normalen Produktionsprozess integriert. Schon jetzt steht fest, dass mit der Maschine eine erhebliche Zeitersparnis in der Sensorfertigung erreicht wird.“ Individuelle Arbeitsschritte für jeden Sensortyp Die Schweißaufgaben an Außendurchmessern von 0,25 bis 6 oder 8 mm umfassen die Sensoren, die Sensorrohre sowie das Anschweißen von Widerständen. Verschweißt werden verschiedene Legierungen, Kupfer und auch Edelstahl. Es zeigt sich, dass, je kleiner die zu schweißenden Teile sind, der Lasereinsatz umso effektiver ist. Besonders deutlich wird dieser Effekt bei den kleinen Außendurchmessern. Die Sensorverkabelung erfolgt mit zwei isolierten Drähten im Inneren des Sensorrohres. Die Arbeitsschritte des Abisolierens dieser dünnen Drähte und das Kontaktieren lassen sich individuell für jeden Sensortyp im Bearbeitungsprogramm ablegen und bei Bedarf aufrufen. Das Ritzen der Litzen, um sauber abisolieren zu können, erfolgt jetzt sehr schnell und zuverlässig. Das einfache Wechseln der Einsätze für die unterschiedlichen Bearbeitungsfunktionen verkürzt die bislang notwendigen Rüstzeiten erheblich: Früher mussten für die einzelnen Aufgaben verschiedene Arbeitsplätze genutzt werden. Positiv für das Unternehmen Herth sind die seitens Alpha Laser durchgeführten Tests anhand der anwenderspezifischen Teile und Aufgaben. Die in der Maschine speicherbaren, teile-/bzw. prozessspezifischen Programme kommen der individuell-kundenspezifischen Sensorfertigung entgegen. Bereits nach der kurzen Anlernphase von nur eineinhalb Tagen konnten die Mitarbeiter mit der Workstation umgehen und die gewünschten Arbeitsergebnisse erzielen. Fotos: 01 Alpha Laser, 02 Herth, sonstiges Pixabay www.alphalaser.de UNSER HERZ SCHALLT ULTRA. Dipl.-Ing. Harry Pilz Qualitätssicherung Entwicklung Seit mehr als 25 Jahren entwickeln unsere Ingenieure Ultraschallsensoren für die industrielle Automatisierungstechnik. Zum Beispiel den nano – den kürzesten Ultraschallsensor in einer M12-Gewindehülse am Markt. Der Laserbeauftragte Alarich Stypa beim Anlasern des Sensors an die Leitung Besuchen Sie uns vom 22.-24. November 2016 auf der SPS IPC Drives in Nürnberg, Halle 7A, Stand 7A-401. microsonic.de